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ZnO掺杂KNN陶瓷烧结行为与性能研究
  • ISSN号:1000-985X
  • 期刊名称:《人工晶体学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ174[化学工程—陶瓷工业;化学工程—硅酸盐工业]
  • 作者机构:[1]西安工业大学材料与化工学院,西安710032
  • 相关基金:国家自然科学基金(51072155); 西安工业大学校长基金(XAGDXJJ1010)
中文摘要:

采用固相烧结工艺制备了钙钛矿结构的(K0.5Na0.5)NbO3+xwt%ZnO(x=0,0.5,1.0,2.0)无铅压电陶瓷。研究了ZnO掺杂对(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷体系烧结行为和电学性能的影响。结果表明:ZnO掺杂能够有效地降低陶瓷烧结温度,抑制K和Na的挥发,提高陶瓷的致密性。当掺杂量为0.5 wt%、烧结温度为1115℃时,陶瓷的体积密度最大ρ=4.41 g/cm3。所有样品的晶粒形态均为层状堆垛结构,晶粒尺寸越大,层状堆垛形态越明显。晶粒形态和尺寸的变化与(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷烧结过程中液相的形成和晶粒生长机制有关。适量的液相能够有效地提高陶瓷的致密性,获得均匀的微结构。当x=0.5、烧结温度为1115℃时,陶瓷具有最佳的电学性能:d33=118pC/N,kp=0.36,Pr=15.6μC/cm2。

英文摘要:

(K0.5Na0.5)NbO3+xwt%ZnO(x=0,0.5,1.0,2.0) lead-free piezoelectric ceramics with perovskite structure were synthesized by solid state sintering.The effects of ZnO-doped on sintering behaviors and electrical properties were investigated.The experimental results show that ZnO-doped reduces effectively sintering temperature and restrains evaporation of K and Na ions to increase densification of the ceramics.The ceramics with x=0.5 sintered at 1115 ℃ show high density ρ=4.41 g/cm3.Grains with stacking of plates are observed in all ceramics,and the stacked plate morphology is more obvious with grain size increasing.These changes on morphology and size of grains are relative to liquid forming and crystal growth mechanism in sintering.The optimum volume of liquid phase can improve effectively the densification and obtain uniform microstructure.The ceramics with x=0.5 sintered at 1115 ℃ have optimal electrical properties d33=118 pC/N,kp=0.36 and Pr=15.6 μC/cm2,respectively.

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期刊信息
  • 《人工晶体学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国建材工业协会
  • 主办单位:中国硅酸盐学会 晶体生长与材料专业委员会 中材人工晶体研究院
  • 主编:余明清
  • 地址:北京市733信箱
  • 邮编:100018
  • 邮箱:
  • 电话:010-65492963 65492968 65493320
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-985X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2637/O7
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1997年获国家科技优秀期刊,获部级优秀科技期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9943